論文の概要: NbTiN Nanowire Resonators for Spin-Photon Coupling on Solid Neon

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.24303v2
• Date: Fri, 17 Oct 2025 07:13:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-20 15:58:54.366338
• Title: NbTiN Nanowire Resonators for Spin-Photon Coupling on Solid Neon
• Title（参考訳）: 固体ネオン上のスピン光子カップリング用NbTiNナノワイヤ共振器
• Authors: Y. Tian, I. Grytsenko, A. Jennings, J. Wang, H. Ikegami, X. Zhou, S. Tamate, H. Terai, H. Kutsuma, D. Jin, M. Benito, E. Kawakami,
• Abstract要約: NbTiNナノワイヤ共振器は、固体ネオンを共振器に堆積し、その後ネオン表面に電子を装填した後、105年頃に高品質な因子を保ち、電子オンネオンプラットフォームへの適合性を検証した。 本分析では, 次世代デバイスの性能目標について概説し, 電荷のスイートスポットでは, シングルキュービット動作では99.99%, 2キュービット動作では99.9%以上のスピンキュービットゲート特性が天然ネオンで達成可能であることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.222212801033568
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Electrons floating on a solid neon exhibit long charge coherence times, making them attractive for hybrid quantum systems. When combined with high-quality, high-impedance superconducting resonators and a local magnetic field gradient, this platform enables strong charge--photon and spin--charge coupling-key ingredients for scalable spin qubit architectures. In this work, we demonstrate that NbTiN nanowire resonators maintain high quality factors around 10^5 after depositing solid neon onto the resonators and subsequently loading electrons onto the neon surface, validating their suitability for electrons-on-neon platforms. Building on these experimental results, we theoretically analyze micromagnet designs and coupling strategies that can enable spin-photon interactions in this platform. Our analysis outlines performance targets for next-generation devices, showing that, at the charge sweet spot, spin qubit gate fidelities exceeding 99.99% for single-qubit operations and 99.9% for two-qubit operations are achievable with natural neon.
• Abstract（参考訳）: 固体ネオン上に浮かぶ電子は長い電荷コヒーレンス時間を示すため、ハイブリッド量子系には魅力的である。 高品質で高インピーダンスの超伝導共振器と局所磁場勾配を組み合わせることで、スケーラブルなスピン量子ビットアーキテクチャのための強力な電荷-光子とスピン電荷結合キーを実現できる。 本研究では、NbTiNナノワイヤ共振器が、固体ネオンを共振器に堆積し、その後ネオン表面に電子をロードした後、10^5前後の高品質な要素を維持できることを実証し、電子オンネオンプラットフォームへの適合性を検証した。 これらの実験結果に基づいて、このプラットフォームでスピン-光子相互作用を可能にするマイクロマグネットの設計と結合戦略を理論的に分析する。 本分析では, 次世代デバイスの性能目標について概説し, 電荷のスイートスポットでは, シングルキュービット動作では99.99%, 2キュービット動作では99.9%以上のスピンキュービットゲート特性が天然ネオンで達成可能であることを示した。

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